现场总线技术课程总结揭秘造纸机械抗干扰之谜
1、纸机车间的干扰源探究 (1)纸机传动系统,作为造纸车间最显著的干扰来源,其总负荷占据了整体负荷的三分之一以上。传动系统在整流和逆变过程中,由于高速开关操作,产生强烈的高频电磁波,对整个车间造成污染,并且引发大量高次谐波对工频电网造成污染。 (2)变压器、MCC柜及电力电缆和动力设备等,这些设备都是工频控制网络中的关键组成部分,它们虽然主要工作在低频率,但近场内所产生的干扰仍然存在,而且随着干扰源特性不同,出现电场分量与磁场分量差异巨大。在动力设备启动时,由于瞬间电流激增至额定值6到12倍,可引发暂态干扰现象。 (3)来自工频电源波形畸变及高次谐波的问题。如果这些问题未被隔离或滤除,便会通过供给纸机控制系统的途径进入控制系统,从而影响现场总线信号质量。 (4)接触不良导致火花、弧光等局部现象发生。这类局部事件可能引起广泛范围内的问题。同样地,不平衡三相供电也能生成的地面電流以及屏蔽层中无共地环流,都需要格外注意以防止其对现场总线产生影响。
2、干扰传播路径分析 (1)导线通过进行传导作用,如在地线阻抗下与来自工频供应端点汇集表现为地线阻抗影响;同时由此观察可以看出,正是这种形式使得现场总线更容易受到反向回路(如:回路内部非理想表征,如射极反馈效应等因素)的困扰。因此,在设计之初必须考虑这方面的情况并采取措施予以解决。而另一方面,对于避免“远距离”通讯带来的噪声累积效果来说,则需优先考虑采用某种方式减少信号衰减以抵消这一缺陷。一种方法便是在数据链上加设一个适当放大器,以保持信号强度稳定;另一种则是在数据链两端各增加一个缓冲区,以确保数据包能够完整无损地送达目的地。
3、实施现场总线抗干预策略 (1)由于远离用料设备及其相关连接元件(尤其是那些具有较大功率输出能力的元件),我们可以有效降低辐射效应,并通过将不同的通信资源——比如说一条专用于本站使用,而另一条专用于其他站点使用——巧妙安排在桥架上来实现分层布置,从而进一步提高通信质量。此外,遵循物理距离原则,即越远越好,可以有效降低由附近电子装置所产生的一切类型微弱散射效应,这就是为什么我们要尽可能将所有电子设施安装在较远处的地方去寻找最佳位置来建立我们的主控中心。
(2)利用合适屏蔽技术保护现场总线安全:首先,我们了解到任何可见光不能穿透金属表面的物理学规律,所以如果我们把金属作为屏障,将一切入侵者从信息路径中排除出去,那么即便他们试图溜进我们的防御体系也不成功,因为每当他们尝试做这样的事情就会遇到障碍,使得它们无法继续前进。但是,如果我们只依赖单纯粗糙厚重或直径大小上的变化,那么很明显这样的方法并不足够完善因为它忽视了很多细节,比如实际应用环境中的振荡和震荡,以及多个方向同时攻击时如何处理问题。
(3-5)选择合适UPS(无断续输)或者隔离变压器配置,以及优选光纤替代双绞铜缆提升通信速度,同时增强安全性。
4.0关于现场基础设施接地情况描述
为了确保安全性和性能,我们必须始终牢记接地点永恒不变的事实:它代表着那个绝对零度参考点,无论何时何处都是一致可靠不可改变的一个概念。在图一中展示了一种典型工作地点接地点法:单点接地点法意味着所有需要输入安全部署并联连接到同一个地方,这样每个输入就只有自己的小世界不会受到其他世界里的任何东西影响;然而,它也有缺点,比方说需要更多的地面支撑材料延伸长度增加,最终导致最后结果是不利于高速运转的情况。而多点接地点法则直接让每个需要连接的地方直接连接最近的地面支撑上去,就好像你站在家门口,你家的门掌握的是你家里唯一真正属于你的空间一样;但它也有不足之处,比方说会构建许多奇怪的地面回路,让人难以理解这个复杂关系网络结构。但毕竟,当涉及超出10MHz以上的时候,我们建议采用混合模式,因为这样既能满足快速响应需求,又能保证稳定的性能水平。而对于长距离情况下特别是当您的电话交换站之间有严重的地势高度差别或两边根本没有共同的地基条件时,您一定要提前规划好最合适方案。此案例中展示的是Profibus2DP,它已成为工业自动化领域非常受欢迎的一种标准化协议,被广泛应用于造纸行业中提供快速、高效且经济性的解决方案。不过,请您记住,无论您选择哪一种方式,都请务必根据具体情境调整参数,以获得最佳效果。如果您已经准备好了,要开始探索那神秘而又充满挑战性的数字世界,请不要犹豫!